(57)【要約】【課題】機器内外の環境測定をリアルタイムに行い、その影響度を判定するとともに、判定の結果、対策が必要な場合は、ユーザに代替案を提示する。【解決手段】環境からの影響判定対象の機器１と、影響判定するサーバ計算機５から構成し、機器１の部品に含有される化学物質の情報を格納した化学物質登録ＤＢ５６と、化学物質と環境により生じる化学変化によって生成される化合物の生成量を推定する化合物生成判定ＤＢ５７を備え、機器内外の環境情報を収集するデータ収集部１１を備えた機器から送信される環境情報と、前記ＤＢを基に、化合物の生成量を推定し、その生成量に応じた影響度を判定し、影響度に応じた対応指示を作成する環境分析部５１を備える。また、影響度を軽減する代替案を作成する代替案作成部５２を備え、代替案をユーザに提示する。【選択図】図２
2010108431.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の機器と、前記機器とネットワークを介して接続し、前記機器の環境からの影響を判定するサーバ計算機から構成する計算機システムにおいて、
前記機器は、
機器内部及び外部の環境情報を検出し、測定するデータ検出部と、
前記データ検出部により測定された環境情報を収集するデータ収集部と、
前記収集した環境情報をサーバ計算機へ送信するデータ送信部と、
前記サーバ計算機から送信された対応指示を受信するデータ受信部と、
前記受信した対応指示を基に、対応処理を実施する影響対応処理部を備え、
前記サーバ計算機は、
前記機器を構成する部品に含有される化学物質の情報を格納した化学物質登録データベースと、
前記化学物質と、前記機器内部及び外部の環境により生じる化学変化によって生成される化合物の生成量の推定方法を定義する化合物生成判定データベースと、
前記機器から送信される環境情報を受信するデータ受信部と、
前記受信した環境情報と、前記化学物質登録データベースと、前記化合物生成判定データベースを基に、化合物の生成量を推定し、その生成量に応じた影響度を判定し、影響度に応じた対応指示を作成する環境分析部と、
前記環境分析部が作成した対応指示を、前記機器へ送信するデータ送信部を備えることを特徴とする、耐環境性を考慮した計算機システム。
【請求項２】
請求項１記載の耐環境性を考慮した計算機システムにおいて、
前記サーバ計算機とネットワークを介して接続する端末装置または携帯端末装置を設け、ユーザが前記端末装置または携帯端末装置を介して、前記サーバ計算機の環境分析部による影響度判定結果及び対応指示を参照することを特徴とする、耐環境性を考慮した計算機システム。
【請求項３】
請求項１記載の耐環境性を考慮した計算機システムにおいて、
前記サーバ計算機の環境分析部による影響度判定の結果、前記機器の運用に支障があると判断した場合は、予め指定された端末装置または携帯端末装置にアラームを送信し、ユーザに通知することを特徴とする、耐環境性を考慮した計算機システム。
【請求項４】
請求項１記載の耐環境性を考慮した計算機システムにおいて、
前記サーバ計算機の環境分析部において、予め想定された化学変化以外の原因により、前記機器に問題が発生した場合、前記化合物生成判定データベースに前記想定外の化学変化に対する情報を追加することにより、前記環境分析部へ処理の追加及び変更を行うことを特徴とする耐環境性を考慮した計算機システム。
【請求項５】
請求項１記載の耐環境性を考慮した計算機システムにおいて、
前記サーバ計算機の環境分析部による影響度判定の結果、前記機器の運用に支障があると判断された場合に、影響度を軽減する代替案を作成する代替案作成部を備えることを特徴とする、耐環境性を考慮した計算機システム。
【請求項６】
請求項５記載の耐環境性を考慮した計算機システムにおいて、
前記代替案作成部にて、環境からの影響度を軽減するために、前記機器の設置環境の改善を提案することを特徴とする、耐環境性を考慮した計算機システム。
【請求項７】
請求項５記載の耐環境性を考慮した計算機システムにおいて、
前記代替案作成部にて、環境からの影響度を軽減するために、前記機器を構成する部品の代替部品を提案することを特徴とする、耐環境性を考慮した計算機システム。
【請求項８】
請求項５記載の耐環境性を考慮した計算機システムにおいて、
前記代替案作成部にて、環境からの影響度を軽減するために、前記機器の運転条件の設定変更を提案することを特徴とする、耐環境性を考慮した計算機システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばプラントなどの設備、電子・電機機器及びそれらの制御を行う制御装置や計算機などについて、設置環境から受ける影響を判定する、耐環境性を考慮した計算機システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、計算機は、プラント制御、半導体組込み分野、医療システム分野など様々な分野で使用されるようになっている。同様に、プラントなどの設備、電子・電機機器及びそれらの制御を行う制御装置や計算機（以降機器と総称する）なども、適用分野が広がっている。従来は、これらの機器は、温度、湿度、腐食性ガス等の環境から遮断された場所に設置され、環境からの影響を受けないように取り扱われていた。ところが、適用分野が広がるにつれて、例えばゴム製造工場など、必ずしも環境が良いとは言えない分野で、工場の現場などに設置し、使用されることも多くなってきている。
【０００３】
そのような分野では、温度、湿度が高く、時には腐食性ガス濃度が高いなどの劣悪な環境において、２４時間３６５日連続稼動を要求される場合がある。そのため、これらの機器は、本来の寿命よりもはるかに短い期間で故障することがある。その原因としては、高温・多湿・腐食性ガスなどによって、機器を構成する部品に含まれる金属が化学変化することで生じる物質が、計算機のマザーボードを侵食したり、回路をショートさせたり、スイッチ等の接触不良を起こすことなどが挙げられる。
【０００４】
従来は、連続稼動が要求されるこれらの機器は、周辺環境による影響を受けないような場所に設置し、設置された場所の環境を改善するための空調などを整備したりしていた。また、専用の部屋を設けず、現場などの劣悪な環境の中で稼動させる場合は、筐体を大きくしたり、ファンを複数台設けたりすることにより、耐熱性を実現する等して、長寿命化を図ってきた。しかし、腐食性ガスなどの濃度が高い環境においては、ファンを充分に回転させることが筐体内の腐食性ガス濃度を高めることにつながる等、機器の劣化を促進させる場合がある。そのため、機器本体または筐体を密閉した上で、内部の冷却を行うための装置を設けるなどの対策をとることが望ましい。ところが、その対策のための費用が必要となる一方、その対策だけでは十分とは言えない。このように、腐食性ガスの濃度が高い等の劣悪な環境において、これらの機器の長期間連続稼動を行う場合は、有効な対策をとることが難しかった。
【０００５】
このような状況において、機器の劣化診断を行ったり、機器がどのような環境であれば問題なく動作できるのかどうかをあらかじめ評価したり、環境の悪化が機器に悪影響を与えていることを適宜ユーザに通知するなどの技術が望まれている。
【０００６】
特許文献１には、計算機を含めた機器の劣化度や余寿命を診断し、ユーザに診断結果を提供する劣化診断装置の例についての開示がある。
【特許文献１】特開２００２−２０７８３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記説明したような環境において機器を長期間運転する場合、常時、環境が機器に与えている影響を測定し、評価する必要がある。更に、機器の劣化がどれくらい進むのかを使用開始前に評価し、その機器が使用に耐えられるものかどうかを予め判定することも重要である。特に、腐食性ガスなどの影響はすぐには現れず、機器の使用開始時点では問題ないと評価されても、後に問題となる場合がある。また、環境は変化するため、時間経過とともに状況が変わり、問題が発生する場合もある。そのため、機器の運転中は、常時環境による影響を評価し、問題があると評価された場合には、ユーザに速やかに通知するとともに、機器の故障等を未然に防止するための対策を施す必要がある。さらに、もしある環境において機器が使用できないと評価された場合には、環境を改善すれば使用できるようになるのか、計算機などの設定を変更すれば使用できるようになるのか、機器を構成する部品を環境対策済みのオプション品等に交換すれば使用できるようになるのか等を、ユーザに提案することも重要となる。
【０００８】
上記従来の技術においては、機器の劣化を判定することはできるが、ユーザから依頼されたときのみに環境測定を行い、機器の劣化を判定するものである。したがって、常時環境による影響を判定することはできず、急激な環境の変化などへの対応が難しい。また、従来は、機器の劣化度や余寿命を診断し、その結果をユーザへ提示することはできるが、劣化が著しいと判定された場合でも、その環境からの影響を軽減するための対策や、環境改善、機器の設定変更等の提案をするものではない。そのため、問題発生時の対策をユーザ自身では判断できないという課題がある。
【０００９】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、機器の使用開始後にリアルタイムに環境測定を行い、随時機器の劣化を判定し、その判定結果をユーザへ提示できるようにするとともに、使用開始前においても、環境評価を行えるようにする。また、判定の結果、対策が必要な場合は、ユーザに代替案を提示するなどの対応ができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、複数の機器と、当該機器とネットワークを介して接続し、機器の環境からの影響を判定するサーバ計算機から構成する計算機システムである。機器は、機器内部及び外部の環境情報を検出し、測定するデータ検出部と、データ検出部により測定された環境情報を収集するデータ収集部と、収集した環境情報をサーバ計算機へ送信するデータ送信部を備える。更に、サーバ計算機から送信された対応指示を受信するデータ受信部と、受信した対応指示を基に、対応処理を実施する影響対応処理部を備える。サーバ計算機は、機器を構成する部品に含有される化学物質の情報を格納した化学物質登録データベースと、化学物質と、機器内部及び外部の環境により生じる化学変化によって生成される化合物の生成量の推定方法を定義する化合物生成判定データベースを備える。更に、機器から送信される環境情報を受信するデータ受信部と、受信した環境情報と、化学物質登録データベースと、化合物生成判定データベースを基に、化合物の生成量を推定し、その生成量に応じた影響度を判定し、影響度に応じた対応指示を作成する環境分析部を備える。そして、環境分析部が作成した対応指示を、機器へ送信するデータ送信部を備えるようにしたものである。
【００１１】
また、サーバ計算機の環境分析部による影響度判定の結果、機器の運用に支障があると判断された場合に、影響度を軽減する代替案を作成する代替案作成部を備えるものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、機器が設置された環境に関する情報をリアルタイムに収集し、その情報を基に環境からの影響を随時判定することができる。その結果、環境からの影響により機器の運用に支障がある場合は、迅速にユーザに通知することができる。
【００１３】
更に、機器の運用に支障があると判断された場合に、その影響を軽減するための代替案を作成し、提示することができる。これにより、提示された情報を基に、ユーザが環境改善のための対策または、環境からの影響を軽減するための対策を検討することができ、機器の安定稼働を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施の形態を、添付図面を参照して説明する。
【００１５】
本発明の一実施の形態例として、環境から受ける影響を判定する機器として、プラントに設置され、プラントの設備、機器を監視制御する制御装置を例に、耐環境性を考慮した計算機システムについて説明する。図１に、本発明の一実施の形態例による全体構成例を示す。
【００１６】
図１において、プラントの監視制御を行う制御装置１ａ、１ｂ、１ｃ、制御装置と制御ＬＡＮ３ａ、３ｂ、３ｃを介して接続し、制御装置から出力された指令を基にプラントの設備、機器を制御し、プラントの情報収集などを行うコントローラ２ａ、２ｂ、２ｃを備える。ここで、図１では、制御装置１、コンローラ２、制御ＬＡＮ３を各３台で構成する例を示しているが、実際にはプラントの規模、制御対象機器の数に応じた台数で構成する。また、制御装置１、コントローラ２及び制御ＬＡＮ３は、信頼性を確保するために二重化等の構成にして、それぞれ複数設けてもよい。なお、プラントの監視制御を行うための装置の構成は、これに限らず、他の構成でもよい。
【００１７】
また、図１において、制御装置１ａ、１ｂ、１ｃの環境による影響を判定するための情報サーバ５、情報サーバ５と情報ＬＡＮ８を介して接続し、情報サーバ５に蓄積された判定結果などの情報を参照する情報クライアント７ａ、７ｂを備える。情報サーバ５は、ルータ６を介してネットワーク９に接続し、制御装置１ａ、１ｂ、１ｃは、ルータ４ａ、４ｂ、４ｃを介してネットワーク９に接続する。制御装置１ａ、１ｂ、１ｃと情報サーバ５は、ネットワーク９を介して互いに接続し、情報サーバ５は、ネットワーク９を介して、制御装置１ａ、１ｂ、１ｃが収集した環境情報などの情報を収集し、制御装置１ａ、１ｂ、１ｃに対する環境からの影響を判定する。また、図１では、複数の情報クライアント７ａ、７ｂを情報ＬＡＮ８に接続する構成としているが、これらのクライアントは設けなくてもよく、情報サーバ５の表示装置に判定結果を表示する構成としてもよい。また、判定結果をユーザの指定する携帯端末装置などに送信するような構成としてもよい。
【００１８】
本例では、環境から受ける影響を判定する対象として、制御装置を例に説明する。しかし、情報サーバ５とネットワーク９を介して接続し、ネットワーク９を介して、影響判定対象の機器の内部及び外部の環境情報などの情報を送信する手段を備えたものであれば、プラントの設備、電子・電機機器などを対象としてもよい。以降の説明では、影響判定対象の制御装置として、制御用計算機などＣＰＵ（中央処理装置：Central Processing Unit）を組み込んだ制御装置を例に説明する。
【００１９】
図２に、本発明の一実施の形態例として、耐環境性を考慮した計算機システムの情報サーバ５及び制御装置１の内部構成例の概要を示すブロック図を示す。図２を参照し、情報サーバ５及び制御装置１の内部構成例について説明する。なお、図２で、制御装置は１台のみ記載しているが、図１で説明した複数台の構成のうちの１台を例に示している。
【００２０】
情報サーバ５は、環境分析部５１、代替案作成部５２、情報表示部５３、情報サーバ受信部５４、情報サーバ送信部５５、化学物質登録データベース５６、化合物生成判定データベース５７、環境分析結果データベース５８、代替案データベース５９を備える。また、情報サーバ５は、ユーザへの情報の入出力を行う入出力装置６０を備え、上記処理を実行するためのプログラムを搭載し、上記データベースの情報を記憶する記憶装置を備えた計算機である。
【００２１】
制御装置１は、データ収集部１１、影響対応処理部１２、制御装置送信部１３、制御装置受信部１４、実測環境データベース１５を備える。また、制御装置１は、内部または外部の環境情報を測定または検出するためのデータ検出部１６と、ユーザへの情報の入出力を行う入出力装置１７を備える。なお、図２では、制御装置１に備わっているプラントを監視制御するための機能を実現するための処理部に関しては図示せず、説明を省略する。
【００２２】
次に、情報サーバ５及び制御装置１の各処理部の処理内容について説明する。
【００２３】
制御装置１のデータ収集部１１は、制御装置１の内部または外部に設けたデータ検出部１６によって検出されたガスの濃度、温度、湿度などの環境情報を周期的に収集し、収集した情報を実測環境データベース１５へ時系列に保存する。なお、データ収集部１１で収集したこれらのデータを、実測環境データと称す。また、データ検出部１６は、制御装置１の内部または外部に設けたセンサやガスの測定器などであり、制御装置１の筐体内や筐体の外部または、筐体の周辺に設置し、その測定結果のデータを伝送路によって制御装置１へ入力するように構成したものである。
【００２４】
制御装置１の制御装置送信部１３は、データ収集部１１が収集した実測環境データを、ネットワーク９を介して周期的に情報サーバ５へ送信する。なお、送信のタイミングは、予めユーザが指定した時間間隔で定周期に送信したり、ユーザから指定されたタイミングで任意に送信したりしてもよい。また、情報サーバ５からの要求により、必要な実測環境データを送信するように構成してもよい。このように構成することで、従来は、ユーザからの要請により、専門の業者を手配し、環境測定用の機材を設置することにより環境測定を行っていたが、本例では、常時環境データを収集することができる。これにより、環境の変化を迅速に検出することができるとともに、環境による影響を随時判定することができる。
【００２５】
情報サーバ５の情報サーバ受信部５４は、ネットワーク９を介して制御装置１の制御装置送信部１３から送信される実測環境データを受信する。環境分析部５１は、情報サーバ受信部５４が受信した実測環境データと、化学物質登録データベース５６と、化合物生成判定データベース５７を基に化合物が生成されるかを判定し、生成される化合物の生成量を推定する。そして、推定した化合物の生成量を基に、制御装置に対する影響度を判定し、影響度に応じた対応を作成し、その結果を環境分析結果データベース５８へ蓄積する。更に、生成された化合物が制御装置１に影響を与えると判定された場合、影響度に応じた対応を行うように、情報サーバ送信部５５からネットワーク９を介して制御装置１へ指示する。
【００２６】
ここで、化学物質登録データベース５６は、環境からの影響の判定対象である制御装置１を構成している機器、部品等に含まれる化学物質の濃度を登録しているデータベースである。近年、環境保護の観点から、このような化学物質登録データベースは普及する傾向にある。また、化合物生成判定データベース５７は、制御装置１を構成している機器、部品等に含まれる化学物質と、制御装置内、またはその周辺で検出されたガスが化学変化を起こす場合に、その化学変化により生成される化合物の生成量を推定するフロー（プログラム）を定義するデータベースである。化学物質登録データベース５６及び化合物生成判定データベース５７の詳細については、後述する。
【００２７】
情報サーバ５の代替案作成部５２は、環境分析部５１による判定の結果、生成された化合物が制御装置１の運用に支障があると判定された場合、代替案データベース５９を参照し、その影響を軽減するための対策を代替案として作成する。ここで、代替案データベース５９には、代替案として実施可能な対策内容と、その対策を実施した場合の化合物の影響度に関する情報を保存する。
【００２８】
情報サーバ５の情報表示部５３は、環境分析部５１による判定結果をユーザからの要求に応じて編集し、出力する。出力先は、情報サーバ５に備わるモニタなどの表示装置を備えた入出力装置６０や、情報ＬＡＮ８に接続された情報クライアント７などの端末、ユーザの指定する携帯端末装置など、ユーザの要求により出力先を設定することができる。また、環境分析部５１による判定の結果、制御装置１の運用に支障があると判断された場合、その影響度に応じて、情報表示部５３からユーザの指定する端末装置などに、アラームを通知するように構成することもできる。
【００２９】
制御装置１の制御装置受信部１４は、情報サーバ送信部５５から送信される影響度に応じた対応指示の情報を受信する。影響対応処理部１２は、制御装置受信部１４が受信した影響度に応じた対応指示を入力し、その対応指示に応じた対応処理を実施する。対応処理としては、影響度に対応したアラームを制御装置１に設けた入出力装置１７などの出力部へ表示してユーザに通知したり、制御装置１のＣＰＵを停止したりする。
【００３０】
次に、図３に、本発明の一実施の形態例としての情報サーバ５及び制御装置１の全体の処理概要を表すフローチャートを示す。図３を参照し、情報サーバ５及び制御装置１の全体の処理概要について説明する。
【００３１】
まず、制御装置１のデータ収集部１１により、制御装置１の内部または外部の環境情報を周期的に収集し、収集した情報を実測環境データベース１５へ時系列に保存する（ステップＳ３０１）。次に、制御装置１の制御装置送信部１３により、収集された実測環境データを情報サーバ５へ送信する（ステップＳ３０２）。
【００３２】
情報サーバ５では、情報サーバ受信部５４により制御装置１から送信された実測環境データを受信する（ステップＳ３０３）。そして、環境分析部５１にて、情報サーバ受信部５４が受信した実測環境データを入力し、化学物質登録データベース５６、化合物生成判定データベース５７を基に、制御装置１に化合物が生成されるかを判定し、その影響度を判定する環境分析処理を実行する（ステップＳ３０４）。次に、環境分析処理の結果を情報表示部５３によりユーザに提示する（ステップＳ３０５）。なお、各情報の表示は、ユーザからの要求時に表示するようにしてもよい。
【００３３】
次に、ステップＳ３０４の環境分析処理により判定した影響度が１より大きいかを判定する（ステップＳ３０６）。ここで、本例では、影響度を１〜５の５段階で判定し、影響度２以上の場合に制御装置１への影響ありと判断し、何らかの対応処理を行うようにしている。影響度の判定レベルとその対応処理の内容については、判定対象の装置やシステム毎にユーザと調整し、決定する。なお、予め環境分析部５１に、判定対象の装置やシステムに要求される信頼性の程度により、一般的な判定レベルとその対応処理を設定しておき、その中からシステムを適用するプラントに適した判定レベルをユーザが選択するようにしてもよい。
【００３４】
ステップＳ３０６の判定の結果、影響度が１より大きい場合は、影響度に応じた対応指示を情報サーバ送信部５５により制御装置１へ送信する（ステップＳ３０７）。次に、代替案作成部５２により環境からの影響を削減するための代替案を作成する、代替案作成処理を実行する（ステップＳ３０８）。処理終了後、ステップＳ３０３へ戻り、次の制御装置１からの実測環境データを受信待ちし、データ受信後に処理を繰り返す。また、ステップＳ３０６の判定の結果、影響度が１以下の場合は、ステップＳ３０３へ戻り、処理を繰り返す。なお、本例では、影響度が１より大きい場合に代替案作成処理を実行するようにしているが、環境分析処理の結果をユーザが確認した上で、ユーザからの指示により代替案作成処理を実行するように構成してもよい。
【００３５】
制御装置１では、制御装置受信部１４により、情報サーバ５の情報サーバ送信部５５から送信された影響度に応じた対応指示を受信する（ステップＳ３０９）。そして、影響対応処理部１２により、受信した指示内容に応じた対応を実施する、影響対応処理を実行する（ステップＳ３１０）。処理終了後、ステップＳ３０１へ戻り、処理を繰り返す。
【００３６】
次に、情報サーバ５及び制御装置１の各処理部の処理内容について説明する。
【００３７】
図４に、図３のステップＳ３０４で実行する、情報サーバ５の環境分析部５１による環境分析処理例を表すフローチャートを示す。環境分析処理では、まず、情報サーバ受信部５４で受信した実測環境データを入力する（ステップＳ４０１）。次に、入力した実測環境データを基に、対象となる制御装置１に関する化合物の生成量を推定する、化合物生成量推定処理を行う（ステップＳ４０２）。次に、推定した化合物の生成量を基に、制御装置１に対する化合物の影響度を判定する、化合物影響度判定処理を行う（ステップＳ４０３）。最後に、推定した化合物の生成量及びその影響度を環境分析結果データベース５８に保存する（ステップＳ４０４）。
【００３８】
図５に、図４に示した環境分析処理のステップＳ４０２にて実行する化合物生成量推定処理の処理例を表すフローチャートを示す。化合物生成量推定処理では、制御装置１から受信した実測環境データを基に、化学物質登録データベース５６、化合物生成判定データベース５７を参照して化合物生成量を推定する。まず、化合物生成量推定処理で参照するデータベース及び、化合物生成量の導出例について説明する。
【００３９】
図１０に、化学物質登録データベース５６のデータ構成例を示す。図１０において、行５６１は、環境分析対象としている制御装置を構成する部位を表し、列５６２は、含有する化学物質を表している。テーブルの各カラムは、当該部位に含有されている化学物質の濃度（ppm）を示している。例えば、部位５６１としては、ＨＤＤ（Hard disk drive）の制御用のプリント基板、ＨＤＤのプラッタ（ハードディスク内の金属製ディスク）、マザーボードなどであり、化学物質５６２としては、銀、銅、鉄など各部品に使用されている材料に含まれる化学物質である。近年、化学物質の管理や環境保全に対する関心が高まり、化学物質の環境への排出や管理などに関する事業者の自主的な管理の改善がなされる中、製品に含まれるこれらの化学物質に関する情報が整備、提供されるようになってきている。これらの情報がデータベースとして予めシステムに登録されることもある。
【００４０】
図１１に、化合物生成判定データベース５７のデータ構成例を示す。化合物生成判定データベースには、化学物質登録データベース５６に定義されている化学物質と、制御装置１で検出し、測定されるガスについて、化学物質とガスによる化学変化によって生成される化合物の生成量を推定するための算出方法を定義する。図１１において、行５７１は、環境情報として制御装置１にて測定されるガスの名称を表し、列５７２は、部位に含有される化学物質を表している。テーブルの各カラムは、化学物質（金属）とガスが化学変化し、その反応によって生成される化合物がある場合に、化合物の生成量を推定で導出するための処理フロー（プログラム）を表す名称（識別子）を定義する。例えば、化学物質「銀」とガス「硫化水素」で生成される化合物の生成量は、「化合物生成量導出フロー１−１」で推定されると定義している。ここで、「化合物生成量導出フロー１−１」は、化合物の生成量を算出するための計算式などを定義したもので、情報サーバ５内にプログラムとして登録する。
【００４１】
なお、図１１のテーブルのうち、処理フローの名称が定義されていないカラムは、そのカラムに該当する化学物質とガスによる化合物は生成されないことを表している。また、システムの運用開始後、化合物生成判定データベース５７により判定される化合物以外の原因により、制御装置に障害が発生する場合がある。本例では、その原因物質を特定し、その化合物の生成量導出フローを作成できた場合は、化合物生成判定データベース５７にその内容を追加定義することにより、新たな化合物に対する影響判定ができるようなる。このように、本例では、当初考慮されていなかった化学物質に対しても、データベースの更新を行うことで、対応が可能となる。
【００４２】
図１２に、制御装置１が収集した実測環境データを蓄積する実測環境データベース１５のデータ構成例を示す。図１２において、行１５１は、環境データとして検出する項目を表し、温度、湿度、測定するガスの名称などである。また、列１５２は、情報の収集時刻を表している。テーブルの各カラムは、収集時刻ごとに検出した温度（℃）、湿度（％）、ガスの濃度（ppm）を保存している。実測環境データベース１５は、制御装置１内に設けたデータベースであり、制御装置１では、制御装置送信部１３により、収集した実測環境データとして、実測環境データベース１５に登録されたデータを所定の周期で情報サーバ５に送信している。
【００４３】
次に、化合物生成量導出フローについて説明する。まず、化合物生成量の推定について説明する。一般的に、化学変化の速度は、単位時間あたりの反応物または生成物の変化量として定義される。また、次のような反応において、
ａＡ＋ｂＢ＋・・・・・・  →  ａ′Ａ′＋ｂ′Ｂ′＋・・・・・・
反応速度は一般に各反応物の濃度のべきに比例する。たとえば上記の反応の場合、反応速度ｖは、次式のように表される。
ｖ＝ｋ［Ａ］ｈ［Ｂ］ｉ・・・・・・
ここで、ｈ、iは実験によって決まる定数である。また、ｋは比例定数であり、温度に依存する。
【００４４】
例えば、化学物質「銀」とガス「硫化水素」で生成される化合物「硫化銀」の反応生成速度もこれに従い、次式のように表せる。
ｖ＝ｋ［Ｈ２Ｓ］ｈ［Ａｇ］ｉ                    ・・・・・・（式１）
なお、ｈ、ｉについては、実験によって決まった値を使用する。また、ｋについては、与えられた温度におけるｋの値を使用する。これを基に、化合物生成量導出フローを作成し、硫化銀の生成量導出フローは、「化合物生成量導出フロー１−１」として定義する。
【００４５】
図１３に、化合物生成量導出フローの一例として、硫化銀の生成量を導出する「化合物生成量導出フロー１−１」の処理例を表すフローチャートを示す。ここでは、上記硫化銀生成速度式（式１）を用いて硫化銀生成速度の推定を行い、それを基に生成量を推定する。
【００４６】
まず、実測環境データから収集された温度を取得し、硫化銀生成速度式（式１）の比例定数kを決定する（ステップＳ１３１）。次に、実測環境データから検出された硫化水素のガス濃度を取得し、硫化銀生成速度式（式１）の硫化水素濃度（Ｈ２Ｓ）に代入する（ステップＳ１３２）。そして、化学物質登録データベース５６の計算対象の部位の銀の濃度を取得し、硫化銀生成速度式（式１）の銀濃度（Ａｇ）に代入する（ステップＳ１３３）。代入した値を基に、硫化銀生成速度式（式１）の計算を実施し、硫化銀生成速度（ｖ）を推定する（ステップＳ１３４）。算出した硫化銀生成速度を基に、所定期間の硫化銀の生成量を推定する（ステップＳ１３５）。
【００４７】
ここで、化合物の生成量を推定する期間は、後述する化合物の影響度判定時にその判定基準となる期間とする。例えば、図１４に示すように、影響度判定テーブルにおいて、月毎の化合物生成量により化合物による影響度を判定する場合は、上記化合物の生成量を推定する期間として１ヶ月とする。なお、硫化銀生成速度から１ヶ月間の硫化銀生成量を推定する方法は、算出した速度から１ヶ月分の変化量を積分処理して算出する方法などがある。また、化合物生成量推定処理の実行間隔が例えば５日毎の場合、過去１ヶ月分の速度算出結果（６回分）を基に変化量を積算するなどの処理を行っても良い。
【００４８】
図５に戻り、化合物生成量推定処理について説明する。化合物生成量推定処理では、まず、化学物質登録データベース５６を参照し、環境からの影響判定対象の制御装置１に関する制御装置構成部位（図１０の５６１）の中から１つの部位を選択し、それを部位Ｘとする（ステップＳ５０１）。次に、化学物質登録データベース５６に登録されている化学物質（図１０の５６２）の中からひとつを選択し、それを化学物質Ｙとする（ステップＳ５０２）。そして、化学物質登録データベース５６を参照し、部位Ｘにおける化学物質Ｙの濃度を取得する（ステップＳ５０３）。次に、制御装置１から受信した実測環境データから、検出したガスの種別をひとつ選択し、それをガスＺとする（ステップＳ５０４）。そして、実測環境データからガスＺの濃度を取得する（ステップＳ５０５）。
【００４９】
次に、化合物生成判定データベース５７を参照し、化学物質ＹとガスＺの化合物生成量導出フローを取得し（ステップＳ５０６）、化学物質ＹとガスＺの化合物生成量導出フローがあるかを判定する（ステップＳ５０７）。判定の結果、フローがある場合は、部位Ｘにおける化学物質Ｙの濃度とガスＺの濃度を取得した化合物生成量導出フローへ代入し、化合物生成量導出処理を実行して化合物の生成量を推定する（ステップＳ５０８）。そして、検出したガスの種別の全てについて処理を完了したかを判定し（ステップＳ５０９）、処理完了していない場合は、ステップＳ５０４へ戻り、次のガスについて処理を繰り返す。また、ステップＳ５０７の判定の結果、化合物生成量導出フローがない場合は、化合物は生成されないため、ステップＳ５０４へ戻り、次のガスについて処理を繰り返す。
【００５０】
ステップＳ５０９の判定の結果、全てのガスについて処理を完了した場合は、部位Ｘに含有する化学物質のすべてについて処理を完了したかを判定し（ステップＳ５１０）、処理完了していない場合は、ステップＳ５０２へ戻り、次の化学物質について処理を繰り返す。ステップＳ５１０の判定の結果、全ての化学物質について処理を完了した場合は、制御装置の構成部位のすべてについて処理を完了したかを判定する（ステップＳ５１１）。ステップＳ５１１の判定の結果、処理完了していない場合は、ステップＳ５０１へ戻り、次の部位について処理を繰り返す。ステップＳ５１１の判定の結果、処理完了した場合は、本化合物生成量推定処理を終了する。
【００５１】
上記処理の結果、環境からの影響判定対象の制御装置１について、各部位毎の化合物の生成量を推定することができる。
【００５２】
図６に、図４に示した環境分析処理のステップＳ４０３にて実行する、化合物影響度判定処理例を表すフローチャートを示す。化合物影響度判定処理は、化合物生成量推定処理により導出された化合物が、制御装置１に対してどれだけの影響を与えるかを影響度という指標で判定する。
【００５３】
化合物影響度判定処理では、まず、化学物質登録データベース５６を参照し、環境からの影響判定対象の制御装置１に関する制御装置構成部位（図１０の５６１）の中から１つの部位を選択し、それを部位Ｘとする（ステップＳ６０１）。次に、部位Ｘに対して生成される化合物のうちのひとつを選択し、化合物Ｐとする（ステップＳ６０２）。次に、部位Ｘの化合物Ｐに関する生成量推定結果を取得する（ステップＳ６０３）。そして、影響度判定テーブルの部位Ｘ、化合物Ｐのデータを参照し、取得した生成量に対応する影響度と対応内容を取得する（ステップＳ６０４）。部位Ｘの化合物の全てについて処理を完了したかを判定し（ステップＳ６０５）、まだ処理していない化合物がある場合は、ステップＳ６０２へ戻り、次の化合物に対する処理を繰り返す。ステップＳ６０５の判定の結果、すべての化合物に対する処理を完了した場合は、制御装置構成部位の全てについて処理を完了したかを判定し（ステップＳ６０６）、まだ処理していない部位がある場合は、ステップＳ６０１へ戻り、次の部位に対する処理を繰り返す。ステップＳ６０６の判定の結果、すべての部位に対する処理を完了した場合は、本処理を終了する。
【００５４】
なお、本例では、影響度を判定するための判定基準として影響度判定テーブルを予め定義しておく。図１４に、影響度判定テーブルのデータ例を示す。本例では、影響度判定テーブルは、化合物影響度判定処理の内部データとして定義し、制御装置の構成部位毎に、化合物の種類に対応したテーブルとして定義する。例えば、部位：マザーボードの化合物：硫化銀に対する影響度を１つのテーブルとして定義する。図１４では、影響度判定テーブルは、所定期間、例えば１ヶ月間の推定化合物生成量１４１、影響度１４２、対応１４３などのデータで構成する。本例では生成された化合物の量に応じて影響度を１〜５の５段階で判定し、影響度２以上の場合に制御装置への影響ありと判断し、何らかの対応処理を行うように定義している。影響度の判定レベルと、その対応処理の内容については、判定対象の装置やシステム毎にユーザと調整し、予め決定しておく。なお、影響度判定テーブルは、部位毎の区別をせず、化合物の種類別に定義してもよい。また、例えば、判定対象の装置やシステムに要求される信頼性の程度により、一般的な判定レベルとその対応処理を設定しておいてもよい。
【００５５】
以上説明したように、情報サーバ５の環境分析部５１による環境分析処理を行い、その結果を環境分析結果データベース５８へ保存する。図１５に環境分析結果データベース５８のデータ構成例を示す。図１５において、行５８１は、環境からの影響判定対象としている制御装置１を構成する部位を表し、列５８２は、生成される化合物の種類を表している。テーブルの各カラムには、環境分析処理で算出された当該部位の化合物の生成量、影響度、対応を保存する。
【００５６】
図７に、図３のステップＳ３０８で実行する、情報サーバ５の代替案作成部５２による代替案作成処理例を表すフローチャートを示す。本例では、環境からの影響度が１より大きい場合に影響ありと判断し、その対応指示を制御装置１へ送信するとともに、その影響を軽減するための代替案を作成する。本例では、代替案として、予め、環境条件を変更する案や制御装置の部品や設定を変更する案などを策定し、代替案データベース５９に条件変更内容などの情報を定義しておく。そして、代替案を実施した場合の環境条件等を模擬し、その場合の影響度判定を模擬的に行うことで、その効果をユーザに提示する。なお、図３のフローチャートでは、影響度が１より大きい場合に代替案作成処理を行うようにしているが、ユーザからの要求があった場合に処理を実行し、代替案を提示することもできる。また、代替案を作成する対象部位をユーザが指定し、当該部位に対する代替案を作成するように構成してもよい。
【００５７】
代替案作成処理では、まず、環境分析部５１による環境分析処理の結果を基に、影響度が最大の部位を選択する（ステップＳ７０１）。例えば、図１５に示した環境分析結果データの場合、ＨＤＤ（プリント基板）の化合物Ａに対する影響度が影響度４で最大となる。次に、代替案データベース５９を参照し、代替案をひとつ選択する（ステップＳ７０２）。なお、代替案データベース５９のデータ構成例を図１６に示し、説明は後述する。次に、選択した代替案に基づき、環境変数の条件を変更する（ステップＳ７０３）。これにより、代替案を実行した場合の条件を模擬する。例えば、環境変数として「温度」を実際の測定値より５％低下させる場合、環境分析処理で用いた温度の情報を実際の測定値より５％低下させた値を設定する。そして、条件変更後の化合物生成量推定処理を実行する（ステップＳ７０４）。ここでは、図５で説明した化合物生成量推定処理と同様の処理を実行するが、ステップＳ７０３の環境変数の変更後の値を用いて処理を行う。例えば、上記の温度を５％低下させる場合、変更した温度を用いて、化合物生成量導出フローを実行するため、温度に関する定数が変わり、算出される化合物生成量も変化する。次に、条件変更後の影響度判定処理を実行する（ステップＳ７０５）。ここでは、図６で説明した化合物影響度判定処理と同様の処理を実行するが、ステップＳ７０４で算出された化合物生成量を用いて影響度を判定するため、生成量に対応した影響度となる。そして、代替案データベースに他の代替案があるかを判定し（ステップＳ７０６）、代替案がある場合は、ステップＳ７０２へ戻り、他の代替案に関する処理を繰り返す。ステップＳ７０６の判定の結果、他の代替案がない場合は、それまで算出した代替案と、影響度及びその補足情報を編集し、ユーザに提示する（ステップＳ７０７）。
【００５８】
これにより、代替案を実施した場合の環境からの影響度をシミュレーションすることができるため、ユーザは、提示された複数の代替案による効果を参考にした上で、代替案の検討を行うことができる。また、本例では、代替案データベース５９に定義された代替案を模擬的に実施した場合の影響度を判定するようにしているが、例えば、任意の部位の影響度の目標値を指定し、影響度が目標値以内になるように、環境条件を順次変更し、処理するように構成してもよい。例えば、「温度」を実際の測定値より５％低下、１０％低下、１５％低下のように条件を変更し、その場合の影響度を判定して、目標とする影響度になる条件を導出し、ユーザに提示することもできる。
【００５９】
図１６に、代替案データベース５９のデータ構成例を示す。代替案は、環境からの影響判定対象の装置またはシステムに応じて、予めユーザと協議の上設定する。代替案としては、設置環境の改善案、制御装置の構成部品を代替部品へ交換する案、制御装置の運転条件を変更する案などがある。図１６では、例えば、設置環境の改善案の例として、代替案１として、環境変数の「温度」を実際の測定値より５％低下させる条件変更を行う。また、代替案２として、環境変数の「硫化水素濃度」を実際の測定値より１０％低下させる条件変更を行う。
【００６０】
また、制御装置の運転条件を変更する案として、代替案３は、「ファン回転数」の削減を条件変更とする。これは、硫化水素ガスなどのガスによる化合物が影響している場合、制御装置内部を冷却するためのファンの回転数を削減することにより、外部からのガスの流入を抑制することができる。そして、結果として硫化水素ガスの濃度を低下させる効果がある。ところが、ファンの回転数を削減することにより制御装置内の温度が上昇するため、許容できる最大ＣＰＵ能力が低下するというデメリットもある。そのため、補足条件として、ファン回転数を変更した場合に許容できる最大ＣＰＵ能力を表すデータを、代替案とともにユーザに提示する必要があり、そのためのデータを代替案データベース５９の補足条件として定義しておく。図１７に、ファン回転数とＣＰＵ能力の関係を表すデータの例を示す。なお、補足条件として、ファン回転数を削減した場合に、その効果として得られるガス濃度の削減割合も合わせて定義しておく。代替案作成処理では、ファンの回転数削減率に応じたガス濃度の削減割合を基に、化合物生成量推定処理と影響度判定処理を行うことで、その影響度の変化を模擬的に確認することができる。ユーザは、ファンの回転数削減に応じた影響度と合わせて、ＣＰＵ能力も確認でき、それらの条件を考慮した対策を検討することができる。
【００６１】
また、制御装置の構成部品を代替部品へ交換する案として、制御装置構成部位を耐環境性の高いオプション品に交換するという条件変更もある。その場合、オプション品に交換した部位の環境による影響度がいくつになるかを補足条件として定義しておく。例えば、代替案４のように、ＨＤＤ（プリント基板）をプリント基板がシリコンゴムで覆われたＨＤＤ（プリント基板）に交換することができる。その場合の交換後の影響度は、影響度１に低下する。また、ＨＤＤ（プラッタ）、マザーボードをオプション品（ワニスコーティングしたマザーボードなど）に交換する場合の影響度はそれぞれ影響度１に低下する。
【００６２】
ユーザは、以上の代替案作成処理の結果を基に、温度や硫化水素濃度を低下させた環境を整備し、運用することが可能かを判断する。また、ファンの回転数を低下させる場合、回転数の低下に伴うＣＰＵ能力の低下が許容できるか否かを判断する。また、各部位をオプション品に交換する場合には、その交換に要する費用も含めた判断を行うことになる。本例では、これらの代替案に対するユーザの判断に必要な情報を提供することができる。
【００６３】
次に、図３のフローチャートに示した、本発明の一実施の形態例としての全体の処理概要のうち、制御装置１の処理について説明する。以下に、制御装置１のデータ収集部１１にて実施するステップＳ３０１のデータ収集処理、及び影響対応処理部１２にて実施するステップＳ３１０の影響対応処理について説明する。
【００６４】
図８に、図３のステップＳ３０１で実行する、制御装置１のデータ収集部１１によるデータ収集処理例を表すフローチャートを示す。データ収集処理では、まず、制御装置１の内部または外部に備えたデータ検出部１６により、環境データを周期的に収集する（ステップＳ８０１）。そして、収集した情報を実測環境データとして実測環境データベース１５へ時系列に保存する（ステップＳ８０２）。なお、データ収集周期は、適用するプラントやその環境などを考慮して予め設定する。また、検出するデータの種類毎にデータ収集周期を変えても良い。実測環境データベース１５のデータ構成例は、図１２に示す。次に、制御装置送信部１３を介して収集した実測環境データを情報サーバ５へ送信する（ステップＳ８０３）。なお、情報サーバへのデータ送信周期は、実測環境データの収集周期と同じでも、異なっていてもよく、任意に設定してよい。
【００６５】
図９に、図３のステップＳ３１０で実行する、制御装置１の影響対応処理部１２による影響対応処理例を表すフローチャートを示す。影響対応処理では、まず、情報サーバ５から受信した影響度に応じた対応指示の情報を入力する。影響度に応じた対応指示の情報は、影響度の最も大きい部位について当該部位に影響する化合物と、その化合物を生成するガス、影響度と対応指示内容などの情報である。次に、その制御サーバ５からの対応指示（Ｔ）により処理を分岐する（ステップＳ９０２）。
【００６６】
対応指示がロギングの場合、影響度に関する情報のログを制御装置１へ出力する。ログの出力先は、制御装置１に表示装置を備えた入出力装置１７を備えている場合は、その表示装置へ表示するとともに、制御装置１の記憶部にデータとして保存する（ステップＳ９０３）。対応指示がアラーム通知の場合、制御装置１の入出力装置１７に備える警報出力装置などを介して、音声やランプ等によりアラームを出力するとともに、制御装置１の記憶部にデータとして保存する（ステップＳ９０４）。
【００６７】
対応指示がシャットダウンの場合、制御装置１の入出力装置１７へシャットダウン実施可否をユーザへ問い合わせるための確認メッセージを出力する（ステップＳ９０５）。次に、ユーザからの入力を基に、シャットダウンが可能かを判断し（ステップＳ９０６）、シャットダウン可能な場合は、制御装置１のシャットダウンを実施する（ステップＳ９０７）。ステップＳ９０６の判断の結果、シャットダウンが不可の場合は、影響度に関する情報のログを記憶部へ保存する（ステップＳ９０８）。対応指示が強制シャットダウンの場合は、影響度に関する情報のログを記憶部へ保存するとともに、直ちにシャットダウンを実施する（ステップＳ９０９）。
【００６８】
なお、対応指示の内容は、これ以外でもよく、環境からの影響判定対象の装置の種類や、設置されている環境、システムの運用状況などにより予めユーザとの調整により決めておく。
【００６９】
上記説明では、本発明の一実施の形態例として、稼働中の制御装置に対する環境からの影響度を判定する例について説明したが、プラントの制御装置などを新たに設置する場合に、その設置環境を予め測定し、環境からの影響を事前に評価することもできる。その場合、制御装置の設置予定場所の環境から深刻な影響を受けると評価された場合には、システムから提示される代替案を基に、事前に必要な対策を実施することが可能になる。これにより、制御装置の運転開始後の環境からの影響を軽減することができ、装置の安定運用が図れる。また、事前に対策をとっておくことにより、装置の障害発生の危険性を減少させることができるため、特に、連続稼働を要求されるようなプラントの場合、信頼性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の一実施の形態による全体構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施の形態による内部構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施の形態による全体処理例を示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施の形態による環境分析処理例を示すフローチャートである。
【図５】本発明の一実施の形態による化合物生成量推定処理例を示すフローチャートである。
【図６】本発明の一実施の形態による化合物影響度判定処理例を示すフローチャートである。
【図７】本発明の一実施の形態による代替案作成処理例を示すフローチャートである。
【図８】本発明の一実施の形態によるデータ収集処理例を示すフローチャートである。
【図９】本発明の一実施の形態による影響対応処理例を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の一実施の形態による化学物質登録データベースのデータ構成例を示す説明図である。
【図１１】本発明の一実施の形態による化合物生成判定データベースのデータ構成例を示す説明図である。
【図１２】本発明の一実施の形態による実測環境データベースのデータ構成例を示す説明図である。
【図１３】本発明の一実施の形態による化合物生成量導出処理例を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の一実施の形態による影響度判定テーブルのデータ構成例を示す説明図である。
【図１５】本発明の一実施の形態による環境分析結果データベースのデータ構成例を示す説明図である。
【図１６】本発明の一実施の形態による代替案データベースのデータ構成例を示す説明図である。
【図１７】本発明の一実施の形態によるファン回転数とＣＰＵ能力の関係を表すデータ例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００７１】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ…制御装置、２、２ａ、２ｂ、２ｃ…コントローラ、３、３ａ、３ｂ、３ｃ…制御ＬＡＮ、４、４ａ、４ｂ、４ｃ…ルータ、５…情報サーバ、６…ルータ、７、７ａ、７ｂ…情報クライアント、８…情報ＬＡＮ、９…ネットワーク、１１…データ収集部、１２…影響対応処理部、１３…制御装置送信部、１４…制御装置受信部、１５…実測環境データベース、１６…データ検出部、１７…入出力装置、５１…環境分析部、５２…代替案作成部、５３…情報表示部、５４…情報サーバ受信部、５５…情報サーバ送信部、５６…化学物質登録データベース、５７…化合物生成判定データベース、５８…環境分析結果データベース、５９…代替案データベース、６０…入出力装置
【図１】
2010108431.tif 000003
【図２】
2010108431.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2010108431.tif 000016
【図１５】
2010108431.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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